Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), también conocido como movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante.

También puede definirse el movimiento como el que realiza una partícula que partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante. El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) es un caso particular del movimiento uniformemente acelerado (MUA).

Este movimiento,  se caracteriza porque el móvil tiene trayectoria rectilínea, su velocidad cambia (acelera o frena) de manera uniforme, por tanto, aumenta  o disminuye siempre en la misma cantidad cada segundo, es decir su aceleración es constante. Este movimiento puede ser horizontal (por ejemplo el movimiento de un automóvil)   o vertical  (por ejemplo un cuerpo que cae libremente). Por lo que la caída libre y tiro vertical se encuentran dentro de este tipo.

La aceleración es una cantidad vectorial que se define como el cambio de velocidad que tiene un móvil entre el tiempo que requiere para realizarlo. Nos  relaciona los cambios de la velocidad con el tiempo en el que se producen, es decir, mide la rapidez  con que se dan  los cambios de velocidad.

  • Una aceleración grande significa que la velocidad cambia rápidamente.
  • Una aceleración pequeña significa que la velocidad cambia lentamente.
  • Una aceleración cero significa que la velocidad no cambia.

Aceleración constante: Es cuando  el cambio de la velocidad en cada intervalo es siempre el mismo y se trata entonces de  un movimiento de aceleración constante o uniformemente acelerado y  en él podemos observar que: La distancia total recorrida es directamente proporcional al cuadrado del tiempo.

Los cuerpos que se mueven con aceleración constante recorren distancias directamente proporcionales al cuadrado del tiempo.

Aceleración media.  La fórmula que se utiliza es a=Vf – Vi/t. Con ella calculamos el cambio medio de rapidez, en el intervalo de tiempo deseado.  Para calcular la aceleración instantánea se toma un intervalo de tiempo muy pequeña

En mecánica clásica 

En mecánica clásica el movimiento uniformemente acelerado (MRUA) presenta tres características fundamentales:

  1. La aceleración y la fuerza resultante sobre la partícula son constantes.
  2. La velocidad varía linealmente respecto del tiempo.
  3. La posición varía según una relación cuadrática respecto del tiempo.

La figura muestra las relaciones, respecto del tiempo, del desplazamiento (parábola), velocidad (recta con pendiente) y aceleración (constante, recta horizontal) en el caso concreto de la caída libre (con velocidad inicial nula).

El movimiento MRUA, como su propio nombre indica, tiene una aceleración constante, cuyas relaciones dinámicas y cinemáticas, respectivamente, son:

 a(t) = a = \frac{F}{m} = \frac{d^2x}{dt^2}

La velocidad v para un instante t dado es:

 v(t)=at+ v_0 \,

siendo v_0\, la velocidad inicial.

Finalmente la posición x en función del tiempo se expresa por:

  x(t) = \frac {1}{2} a t^2  + v_0t + x_0

donde x_0\, es la posición inicial.

Además de las relaciones básicas anteriores, existe una ecuación que relaciona entre sí el desplazamiento y la rapidez del móvil. Ésta se obtiene despejando el tiempo de la segunda ec. y sustituyendo el resultado en la tercera:

v^2= 2 a (x - x_0) + v_0^2 \,

 

Gráficas del Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado

Archivo:Grafico pva del MRUA.jpg

t vs x

x x = f (t)

Como la velocidad instantánea está en permanente cambio la grafica x = f (t) no es una recta como en el MRU, sino que es una parábola. La gráfica del ejemplo tiene pendiente positiva en la cual la velocidad aumenta

t vs v

v = f (t)

La pendiente de esta gráfica representa la aceleración que como se trata de un MRUA es constante por lo tanto la curva es una línea recta. El área bajo la curva representa el desplazamiento del móvil.

t vs a

a = f (t)

Como en un MRUV la aceleración es constante la curva de la gráfica es una recta paralela al eje del tiempo y el área bajo la curva representa la velocidad del objeto.

 

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